不知不覺接觸前端的時間已經過去半年了，越來越發覺對知識的學習不應該只停留在會用的層面，這在我學jQuery的一段時間后便有這樣的體會。
雖然jQuery只是一個JS的代碼庫，只要會一些JS的基本操作學習一兩天就能很快掌握jQuery的基本語法並熟練使用，但是如果不了解jQUery庫背后的實現原理，相信只要你一段時間不再使用jQuery的話就會把jQuery忘得一干二凈，這也許就是知其然不知其所以然的后果。
最近在學vue的時候又再一次經歷了這樣的困惑，雖然能夠比較熟練的掌握vue的基本使用，也能夠對MV*模式、數據劫持、雙向數據綁定、數據代理侃上兩句。但是要是稍微深入一點就有點吃力了。所以這幾天痛下決心研究大量技術文章（起初嘗試看早期源碼，無奈vue與jQuery不是一個層級的，相比於jQuery，vue是真正意義上的前端框架。只能無奈棄坑轉而看技術博客），對vue也算有了一個管中窺豹的認識。最后嘗試實踐一下自己學到的知識，基於數據代理、數據劫持、模板解析、雙向綁定實現了一個小型的vue框架。
-------------------------------------------------- 分割線，下面介紹vue的具體實現。
溫馨提示：文章是按照每個模塊的實現依賴關系來進行分析的，但是在閱讀的時候可以按照vue的執行順序來分析，這樣對初學者更加的友好。推薦的閱讀順序為：實現VMVM、數據代理、實現Observe、實現Complie、實現Watcher。
源碼鏈接，由於只實現了v-model,v-on,v-bind等比較小的功能，所以更便於理解和掌握vue的實現過程。如果對您有幫助的話，希望點一下star。
功能演示如下所示：
數據代理
以下面這個模板為例，要替換的根元素“#mvvm-app”內只有一個文本節點#text，#text的內容為{{name}}。我們就以下面這個模板詳細了解一下VUE框架的大體實現流程。
<body>
<div id="mvvm-app">
{{name}}
</div>
<script src="./js/observer.js"></script>
<script src="./js/watcher.js"></script>
<script src="./js/compile.js"></script>
<script src="./js/mvvm.js"></script>
<script> let vm = new MVVM({ el: "#mvvm-app", data: { name: "hello world" }, }) </script> </body>
數據代理
1、什么是數據代理
在vue里面，我們將數據寫在data對象中。但是我們在訪問data里的數據時，既可以通過vm.data.name訪問，也可以通過vm.name訪問。這就是數據代理：在一個對象中，可以動態的訪問和設置另一個對象的屬性。
2、實現原理
我們知道靜態綁定（如vm.name = vm.data.name）可以一次性的將結果賦給變量，而使用Object.defineProperty()方法來綁定則可以通過set和get函數實現賦值的中間過程，從而實現數據的動態綁定。具體實現如下：
let obj = {}; let obj1 = { name: 'xiaoyu', age: 18, } //實現origin對象代理target對象 function proxyData(origin,target){ Object.keys(target).forEach(function(key){ Object.defineProperty(origin,key,{//定義origin對象的key屬性 enumerable: false, configurable: true, get: function getter(){ return target[key];//origin[key] = target[key]; }, set: function setter(newValue){ target[key] = newValue; } }) }) }
vue中的數據代理也是通過這種方式來實現的。
function MVVM(options) { this.$options = options || {}; var data = this._data = this.$options.data; var _this = this;//當前實例vm // 數據代理 // 實現 vm._data.xxx -> vm.xxx Object.keys(data).forEach(function(key) { _this._proxyData(key); }); observe(data, this); this.$compile = new Compile(options.el || document.body, this); } MVVM.prototype = { _proxyData: function(key) { var _this = this; if (typeof key == 'object' && !(key instanceof Array)){//這里只實現了對對象的監聽，沒有實現數組的 this._proxyData(key); } Object.defineProperty(_this, key, { configurable: false, enumerable: true, get: function proxyGetter() { return _this._data[key]; }, set: function proxySetter(newVal) { _this._data[key] = newVal; } }); }, };
實現Observe
1、雙向數據綁定
- 數據變動 ---> 視圖更新
- 視圖更新 ---> 數據變動
要想實現當數據變動時視圖更新，首先要做的就是如何知道數據變動了，可以通過Object.defineProperty()函數監聽data對象里的數據，當數據變動了就會觸發set()方法。所以我們需要實現一個數據監聽器Observe，來對數據對象中的所有屬性進行監聽，當某一屬性數據發生變化時，拿到最新的數據通知綁定了該屬性的訂閱器，訂閱器再執行相應的數據更新回調函數，從而實現視圖的刷新。
當設置this.name = 'hello vue'時，就會執行set函數，通知訂閱器里的訂閱者執行相應的回調函數，實現數據變動，對應視圖更新。
function observe(data){ if (typeof data != 'object') { return ; } return new Observe(data); } function Observe(data){ this.data = data; this.walk(data); } Observe.prototype = { walk: function(data){ let _this = this; for (key in data) { if (data.hasOwnProperty(key)){ let value = data[key]; if (typeof value == 'object'){ observe(value); } _this.defineReactive(data,key,data[key]); } } }, defineReactive: function(data,key,value){ Object.defineProperty(data,key,{ enumerable: true,//可枚舉 configurable: false,//不能再define get: function(){ console.log('你訪問了' + key);return value; }, set: function(newValue){ console.log('你設置了' + key); if (newValue == value) return; value = newValue; observe(newValue);//監聽新設置的值 } }) } }
2、實現一個訂閱器
要想通知訂閱者，首先得要有一個訂閱器（統一管理所有的訂閱者）。為了方便管理，我們會為每一個data對象的屬性都添加一個訂閱器（new Dep）。
訂閱器里存着的是訂閱者Watcher（后面會講到），由於訂閱者可能會有多個，我們需要建立一個數組來維護。一旦數據變化，就會觸發訂閱器的notify()方法，訂閱者就會調用自身的update方法實現視圖更新。
function Dep(){ this.subs = []; } Dep.prototype = { addSub: function(sub){this.subs.push(sub); }, notify: function(){ this.subs.forEach(function(sub) { sub.update(); }) } }
每次響應屬性的set()函數調用的時候，都會觸發訂閱器，所以代碼補充完整。
Observe.prototype = { //省略的代碼未作更改 defineReactive: function(data,key,value){ let dep = new Dep();//創建一個訂閱器，會被閉包在key屬性的get/set函數內，因此每個屬性對應唯一一個訂閱器dep實例 Object.defineProperty(data,key,{ enumerable: true,//可枚舉 configurable: false,//不能再define get: function(){ console.log('你訪問了' + key); return value; }, set: function(newValue){ console.log('你設置了' + key); if (newValue == value) return; value = newValue; observe(newValue);//監聽新設置的值 dep.notify();//通知所有的訂閱者 } }) } }
實現Complie
compile主要做的事情是解析模板指令，將模板中的data屬性替換成data屬性對應的值（比如將{{name}}替換成data.name值），然后初始化渲染頁面視圖，並且為每個data屬性添加一個監聽數據的訂閱者（new Watcher），一旦數據有變動，收到通知，更新視圖。
遍歷解析需要替換的根元素el下的HTML標簽必然會涉及到多次的DOM節點操作，因此不可避免的會引發頁面的重排或重繪，為了提高性能和效率，我們把根元素el下的所有節點轉換為文檔碎片fragment進行解析編譯操作，解析完成，再將fragment添加回原來的真實dom節點中。
- 注：文檔碎片本身也是一個節點，但是當將該節點append進頁面時，該節點標簽作為根節點不會顯示html文檔中，其里面的子節點則可以完全顯示。
Compile解析模板，將模板內的子元素#text添加進文檔碎片節點fragment。
function Compile(el,vm){ this.$vm = vm;//vm為當前實例 this.$el = document.querySelector(el);//獲得要解析的根元素 if (this.$el){ this.$fragment = this.nodeToFragment(this.$el); this.init(); this.$el.appendChild(this.$fragment); } } Compile.prototype = { nodeToFragment: function(el){ let fragment = document.createDocumentFragment(); let child; while (child = el.firstChild){ fragment.appendChild(child);//append相當於剪切的功能 } return fragment; }, };
compileElement方法將遍歷所有節點及其子節點，進行掃描解析編譯，調用對應的指令渲染函數進行數據渲染，並調用對應的指令更新函數進行綁定，詳看代碼及注釋說明：
因為我們的模板只含有一個文本節點#text，因此compileElement方法執行后會進入_this.compileText(node,reg.exec(node.textContent)[1]);//#text,'name'
Compile.prototype = { nodeToFragment: function(el){ let fragment = document.createDocumentFragment(); let child; while (child = el.firstChild){ fragment.appendChild(child);//append相當於剪切的功能 } return fragment; }, init: function(){ this.compileElement(this.$fragment); }, compileElement: function(node){ let childNodes = node.childNodes; const _this = this; let reg = /\{\{(.*)\}\}/g; [].slice.call(childNodes).forEach(function(node){ if (_this.isElementNode(node)){//如果為元素節點，則進行相應操作 _this.compile(node); } else if (_this.isTextNode(node) && reg.test(node.textContent)){ //如果為文本節點，並且包含data屬性(如{{name}}),則進行相應操作 _this.compileText(node,reg.exec(node.textContent)[1]);//#text,'name' } if (node.childNodes && node.childNodes.length){ //如果節點內還有子節點，則遞歸繼續解析節點 _this.compileElement(node); } }) }, compileText: function(node,exp){//#text,'name' compileUtil.text(node,this.$vm,exp);//#text,vm,'name' },
};
CompileText()函數實現初始化渲染頁面視圖（將data.name的值通過#text.textContent = data.name顯示在頁面上），並且為每個DOM節點添加一個監聽數據的訂閱者（這里是為#text節點新增一個Wather）。
let updater = { textUpdater: function(node,value){ node.textContent = typeof value == 'undefined' ? '' : value; }, } let compileUtil = { text: function(node,vm,exp){//#text,vm,'name' this.bind(node,vm,exp,'text'); }, bind: function(node,vm,exp,dir){//#text,vm,'name','text' let updaterFn = updater[dir + 'Updater']; updaterFn && updaterFn(node,this._getVMVal(vm,exp)); new Watcher(vm,exp,function(value){ updaterFn && updaterFn(node,value) }); console.log('加進去了'); } };
現在我們完成了一個能實現文本節點解析的Compile()函數，接下來我們實現一個Watcher()函數。
實現Watcher
我們前面講過，Observe()函數實現data對象的屬性劫持，並在屬性值改變時觸發訂閱器的notify()通知訂閱者Watcher，訂閱者就會調用自身的update方法實現視圖更新。
Compile()函數負責解析模板，初始化頁面，並且為每個data屬性新增一個監聽數據的訂閱者（new Watcher）。
Watcher訂閱者作為Observer和Compile之間通信的橋梁，所以我們可以大致知道Watcher的作用是什么。
主要做的事情是:
- 在自身實例化時往訂閱器(dep)里面添加自己。
- 自身必須有一個update()方法 。
- 待屬性變動dep.notice()通知時，能調用自身的update()方法，並觸發Compile中綁定的回調。
先給出全部代碼，再分析具體的功能。
//Watcher function Watcher(vm, exp, cb) { this.vm = vm; this.cb = cb; this.exp = exp; this.value = this.get();//初始化時將自己添加進訂閱器 }; Watcher.prototype = { update: function(){ this.run(); }, run: function(){ const value = this.vm[this.exp]; //console.log('me:'+value); if (value != this.value){ this.value = value; this.cb.call(this.vm,value); } }, get: function() { Dep.target = this; // 緩存自己 var value = this.vm[this.exp] // 訪問自己,執行defineProperty里的get函數 Dep.target = null; // 釋放自己 return value; } } //這里列出Observe和Dep，方便理解 Observe.prototype = { defineReactive: function(data,key,value){ let dep = new Dep(); Object.defineProperty(data,key,{ enumerable: true,//可枚舉 configurable: false,//不能再define get: function(){ console.log('你訪問了' + key); //說明這是實例化Watcher時引起的，則添加進訂閱器 if (Dep.target){ //console.log('訪問了Dep.target'); dep.addSub(Dep.target); } return value; }, }) } } Dep.prototype = { addSub: function(sub){this.subs.push(sub); }, }
我們知道在Observe()函數執行時，我們為每個屬性都添加了一個訂閱器dep，而這個dep被閉包在屬性的get/set函數內。所以，我們可以在實例化Watcher時調用this.get()函數訪問data.name屬性，這會觸發defineProperty()函數內的get函數，get方法執行的時候，就會在屬性的訂閱器dep添加當前watcher實例，從而在屬性值有變化的時候，watcher實例就能收到更新通知。
那么Watcher()函數中的get()函數內Dep.taeger = this又有什么特殊的含義呢？我們希望的是在實例化Watcher時將相應的Watcher實例添加一次進dep訂閱器即可，而不希望在以后每次訪問data.name屬性時都加入一次dep訂閱器。所以我們在實例化執行this.get()函數時用Dep.target = this來標識當前Watcher實例，當添加進dep訂閱器后設置Dep.target=null。
實現VMVM
MVVM作為數據綁定的入口，整合Observer、Compile和Watcher三者，通過Observer來監聽自己的model數據變化，通過Compile來解析編譯模板指令，最終利用Watcher搭起Observer和Compile之間的通信橋梁，達到數據變化 -> 視圖更新；視圖交互變化(input) -> 數據model變更的雙向綁定效果。
function MVVM(options) { this.$options = options || {}; var data = this._data = this.$options.data; var _this = this; // 數據代理 // 實現 vm._data.xxx -> vm.xxx Object.keys(data).forEach(function(key) { _this._proxyData(key); }); observe(data, this); this.$compile = new Compile(options.el || document.body, this); }
學習鏈接
以下是vue的分析文章，對我理解vue起到很大的幫助。感謝作者對自己知識的分享。
vue 源碼分析之如何實現 observer 和 watcher